Разработка конструкции блока целеуказания для шлема пилота вертолета на основе микромеханического измерительного модуля BMX160

1.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Приборостроение»
Тема
Выполнил работу: студент гр.б2ПБРС-41
Руководитель ВКР:
Здражевский Р.А.

2.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Разработка
конструкции
блока
целеуказания для шлема пилота вертолета на
основе микромеханического измерительного
модуля BMX160

3.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2 Расчетно-конструкторская часть
3 Исследовательская часть

4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ аспекты

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Целевая аудитория у этого устройства, как я это вижу в
данный момент, примерно будет такая:
Геймеры, это решение отлично подходит для всякого рода
авиасимуляторов, будь то War Thunder или космических
симуляторов, как например Elite Dangerous(чуть ниже
будет пример использования), да и симуляторов вообще,
где мышь по большей части используется для обзора, хотя
говорят, что в Arma 2 тоже неплохо играется. Я же в начале
ролика продемонстрировал работу в GTA5 с включённым
видом от третьего лица, и скажу вам, что это совсем другие
ощущения от игры, хотя и целится сложно, и есть ещё кое
какие нюансы конкретно в этой игре, как например — всё
же приходится немного «подруливать» мышкой;
Люди с ограниченными возможностями, я думаю если
серьёзно развить эту тему, то можно облегчить
пользование компьютером для людей, которым

5.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Основным элементом модуля
является микромеханический
измерительный модуль
BMX160, включающий в себя
3-осный гироскоп, 3-осный
акселерометр, 3-осный
магнетометр. Управление
работой и обработка
информации осуществляется
микропроцессором СС254,
имеющим встроенный Wi-Fi
модуль.
Для проводной передачи данных на внешний вычислитель используется
преобразователь BMX160. Питание модуля осуществляется от литиевой
батареи или через проводной интерфейс RS232.

6.

КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА
Основными элементами
конструкции являются
крышка, основание,
корпус и плата с
электронными
компонентами.

7. Расчетно – конструкторская часть

РАСЧЕТНО – КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Расчет потребляемой мощности P = 0.6Вт
Расчет проводников печатной платы минимальная ширина
токопроводника 0,1мм
Расчет надежности по электрической схеме P(1000) = 0.98

8. Математическое моделирование

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Математическое моделирование работы БСО на основе алгоритмов
ориентации с параметрами Родрига-Гамильтона производилось с
использованием математического пакета MathCAD 14.
Алгоритм ориентации с параметрами Родрига-Гамильтона

9. Математическое моделирование

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
без учета погрешностей ММА и ММГ
15
uV
тангаж – начальное
значение υ0 = π/24,
амплитуда Аυ = 5°,
частота fυ = 0,3 Гц;
10
u(t)
5
0 0
2
4
6
8
10
t,c
20
крен - начальное значение
γ0 = π/24, амплитуда А γ =
5°, частота fγ =0,1 Гц.
15
gV
g ( t)
10
5
0
2
4
6
t, c
8
10

10. Математическое моделирование

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4
2
рыскание –
начальное значение
ψ0 = 0, амплитуда Аψ
= 2°, частота fψ = 0,7
Гц,
yV
y(t)
0
-2
-4
0
2
4
6
t, c
8
10

11. Математическое моделирование

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
с учетом дрейфа гироскопов 10/с
t
15
uV
тангаж – начальное
значение υ0 = π/24,
амплитуда Аυ = 5°,
частота fυ = 0,3 Гц;
10
u( t)
5
0
0
2
4
6
8
10
t, c
20
крен - начальное
значение γ0 = π/24,
амплитуда А γ = 5°,
частота fγ =0,1 Гц.
15
gV
g ( t)
10
5
0
0
2
4
6
8
10

12. Математическое моделирование

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
6
4
yV
y(t)
2
0
-2
-4
0
2
4
6
t, c
8
10
рыскание –
начальное значение
ψ0 = 0, амплитуда Аψ
= 2°, частота fψ = 0,7
Гц,